Inteligencia artificial directamente en la máquina

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Inteligencia artificial “on edge” es la clave del éxito para aplicaciones industriales en tiempo real.

Hasta ahora, las aplicaciones industriales no han resultado del todo convincentes debido a los tiempos de latencia y a las grandes cantidades de datos en la conexión a la nube. Por ello, lo esencial es integrar la inteligencia artificial directamente en la máquina para interpretar los datos en tiempo real allí donde se generan. Esto es exactamente lo que Resolto, el especialista en inteligencia artificial, hace en fabricantes de electrodomésticos y de automóviles con su plataforma Scraitec.

Desde 2018, la empresa Resolto Informatik GmbH forma parte del Grupo Festo y ofrece apoyo a los principales fabricantes de soluciones de automatización para preparar la técnica de automatización neumática y eléctrica para la Industria 4.0. Los datos se interpretan en el mismo terreno, cerca de la máquina. Esto permite ahorrar energía, acortar los tiempos de ciclo y reducir el número de fallos en la máquina y en la producción.

Productos Festo con inteligencia artificial

La solución de software Scraitec de Resolto reconoce el buen estado de una instalación y detecta cualquier anomalía mediante el análisis en tiempo real de los datos de los sensores de una instalación. Scraitec proporciona pronósticos tempranos precisos, genera diagnósticos y ofrece recomendaciones de actuación. “La analítica y la inteligencia artificial influirán enormemente en la gama de productos de Festo, por ejemplo incorporando algoritmos de inteligencia artificial tanto en la nube como directamente en los componentes de Festo vinculados”, describe Tanja Maaß, gerente de Resolto, las ventajas de la colaboración.

Con la puerta de enlace CPX-IOT de Festo como hardware, los clientes pueden monitorizar sus máquinas e instalaciones a nivel de campo. El componente de software ScraiField hace posible la comunicación con el nivel de campo. Este componente siempre funciona cerca de la máquina en un sistema de control pequeño. Se utiliza un modelo ya programado que exige requisitos mínimos de hardware y que interpreta de forma fiable corrientes de datos incluso sin conexión alguna al componente (ScraiBrain) central situado en la nube. En caso necesario, la puerta de enlace IoT se conecta con la nube, en la que se encuentran los paneles de instrumentos de Festo. Allí está integrado el ScraiBrain, con acceso a muchos modelos de aplicación previamente configurados.

Principio de “Human in the Loop”

“La plataforma aprende continuamente del funcionamiento real e incorpora también los conocimientos de los ingenieros y los expertos técnicos del cliente con el principio de ‘Human in the Loop’, como nosotros lo llamamos”, explica Maaß. La máquina de aprendizaje automático e inteligencia artificial interpreta información de forma predictiva para optimizar activamente parámetros en instalaciones o para enviar instrucciones concretas a “sus” humanos, por ejemplo mediante el smartphone.

Nuevos modelos de negocio

Esto ofrece a los fabricantes de máquinas e instalaciones nuevos modelos de negocio: las instalaciones conectadas a Scraitec se convierten en herramientas digitales. Los nuevos conceptos de mantenimiento suponen un valor añadido mediante la coordinación temprana y automatizada del propio equipo humano de mantenimiento.

Scraitec ayuda a los clientes finales a optimizar de forma automatizada el aprovechamiento de sus instalaciones. Los costes para el mantenimiento se reducen, ya que los planes correspondientes pueden adaptarse mediante la predicción de eventos y recomendaciones sobre la base de patrones de error conocidos. La plataforma mejora todos los parámetros con criterios de objetivos definidos, a la vez que incrementa la productividad de la instalación.

Prevención de errores en líneas de producción complejas

Un ejemplo de ello son las diferentes calidades que resultaban del proceso de producción en Miele durante un intervalo de tiempo determinado y cuyas causas no era posible determinar. Este fabricante de electrodomésticos gestiona líneas de fabricación complejas en las que se fabrican productos de forma secuencial. Para ello no basta con considerar por separado las diferentes estaciones.

Por estos motivos, los responsables de la producción de este fabricante de electrodomésticos desean implementar un sistema para la detección automática de anomalías en flujos de producción complejos. “El aprendizaje profundo nos pareció ser el planteamiento adecuado”, explica la gerente Maaß. Se requería el desarrollo de una base de datos integral que interconectara diferentes sistemas de medición. Para ello fue necesario establecer puntos de medición adicionales. La plataforma Scraitec configuró las líneas de producción como sistema integral, lo que incrementó la producción en un 1,5 %.

Otro ejemplo es el sistema neumático de sujeción de un fabricante de automóviles, cuyo coste para esta empresa no ha llegado a los 100 €. Sin embargo, una parada imprevista de la producción supondría varios cientos de miles de euros. Por ello, la solución perfecta era un sistema de alerta temprana de desgaste y ralentización de tiempo de ciclo. Para ser más exactos, se trata de un sistema con capacidad de aprendizaje para el mantenimiento predictivo de todo tipo de sistemas de sujeción. La solución con Scraitec para el análisis de datos en tiempo real integra directamente el controlador CPX-E-CEC de Festo. No se requiere una conexión a la nube.